Это то, что мы узнали из первого обнаруженного объекта, вошедшего в нашу Солнечную систему из межзвездного пространства.
Миллиарды лет назад наша Солнечная система была необычайно отличным местом от того, что мы знаем сегодня. На Земле не было многоклеточных форм жизни: ни растений, ни животных, ни полового размножения. У Сатурна еще не было своих колец, так как еще не произошло столкновение, уничтожившее одну из его гигантских лун. А пояс астероидов был намного богаче, чем сегодня, он был полон скалистых тел, которые давно были выброшены в межзвездное пространство под действием гравитации.
Каждая Солнечная система, если мы правильно понимаем, как они формируются, имеет похожую историю. Небольшие каменистые тела - , а также те, что находятся дальше от Земли, покрытые льдом , будут подвергаться гравитационному движению планет и других объектов вокруг них. Многие из этих объектов будут выброшены, путешествуя по галактике, пока случайно не окажутся в окрестностях другой, чужой солнечной системы. В 2017 году мы впервые обнаружили объект, проходящий через нашу Солнечную систему, который, должно быть, возник за ее пределами: межзвездный пришелец Оумуамуа. Вот что мы знаем об этом сегодня.
Гавайское имя Оумуамуа необычайно выразительно, оно переводится как «разведчик или посланник из далекого прошлого». Когда мы увидели этот объект, проходящий через нашу Солнечную систему, он показался нам непохожим ни на что другое. Каждый объект, который мы когда-либо находили, имеет орбиту относительно нашего Солнца. Четыре варианта:
- круговой, с эксцентриситетом 0,
- эллиптическая, с эксцентриситетом от 0 до 1,
- параболический, с эксцентриситетом ровно 1,
- или гиперболический, с эксцентриситетом больше 1.
Мы нашли объекты всех четырех классов, причем гиперболические объекты соответствуют кометам, которые были выброшены гравитационным толчком таким образом, что они покинут Солнечную систему. Их эксцентриситеты чуть больше 1 со значениями около 1,0001 или около того.
Но когда мы впервые нашли Оумуамуа, мы поняли, что это нечто особенное. В отличие от всего, что мы когда-либо находили, его эксцентриситет составлял 1,2.
Еще один способ понять, почему он был таким необычным, - посмотреть на его скорость на пути из Солнечной системы.
Если бы вы были объектом пояса Койпера, который взаимодействовал с другим массивным миром за пределами Нептуна, или если бы вас возмущал сам Нептун, вы могли бы гравитационно отвязать его от нашей Солнечной системы, придав ему гиперболическую орбиту. Но его максимальная скорость при выходе из Солнечной системы будет порядка ~ 1 км/с. То же самое и с астероидом, возмущенным Юпитером: он может развивать скорость в несколько (но менее 10) км/с при выходе из Солнечной системы, но не больше.
Для ‘Оумуамуа? Когда он покинет Солнечную систему, его скорость будет 26 км/с, что невероятно много для чего-то, происходящего в нашем районе.
Другими словами, она должна иметь внесолнечное происхождение. Этот объект должен был появиться из межзвездного пространства: из другой звездной системы, которая, вероятно, выбросила его непостижимо давно. Согласно нашим лучшим теоретическим моделям, таких объектов должно быть много миллиардов, по крайней мере, на каждую звезду в нашей собственной галактике. Чрезвычайно вероятно, что многие из этих объектов ежегодно проходят через нашу Солнечную систему, но мы никогда не обнаруживали их раньше.
До Оумуамуа.
Проходя через Солнечную систему, он прошел внутри орбиты Меркурия: очень близко к Солнцу. Поскольку наши телескопы редко сканируют очень близко к Солнцу, мы фактически не обнаружили его, пока оно не пересекло другую сторону земной орбиты, когда оно уже было на пути за пределы Солнечной системы. Мы нашли его, когда он был почти в ближайшей точке к нашему миру, на расстоянии всего 23 миллиона километров: примерно в 60 раз больше, чем расстояние от Земли до Луны.
При максимальном сближении он двигался невероятно быстро, достигая максимальной скорости 88 км/с: примерно в три раза больше скорости, с которой Земля обращается вокруг Солнца. И все же, для всего этого нам невероятно повезло, что мы вытащили это из данных. Как только мы получили эти первоначальные указания на его существование, хотя - полученные из обзора Pan-STARRS - , у нас появилась возможность проследить эти наблюдения с помощью множества больших, мощных телескопов.
Он был гораздо более красным по цвету, чем почти все, что нам известно: больше всего он напоминал троянские астероиды, которые мы видим на орбите Юпитера. Его цвет отличается от известных нам настоящих ледяных миров, включая кентавров, кометы и объекты пояса Койпера, которые мы находим в нашей собственной Солнечной системе. Но в каком-то смысле он был невероятно скучным, не проявляя ни молекулярных, ни абсорбционных, ни эмиссионных свойств.
Он был темным, красным, и, объединив эту информацию с измерениями яркости и расстояния, которые мы провели, астрономы смогли определить его размер. Он был меньше практически всех известных нам объектов, его размер составлял всего около 100 метров. Наблюдения показывают, что пыли, должно быть, практически не было: с его поверхности выбрасывалась максимум чайная ложка микронной (0,000001 метра) пыли. «Оумуамуа, каким бы ни было его происхождение, определенно не был похож на комету.
В октябре 2017 года ряд телескопов наблюдал за его яркостью и за тем, как она менялась со временем. В течение примерно 3,6 часов его яркость периодически менялась в 15 раз: неслыханно большое число для кометы или астероида. Единственное объяснение состоит в том, что Оумуамуа должен быть чрезвычайно вытянутым вращающимся объектом. Без пыли, выделения газа или какого-либо механизма затемнения от него света должна быть просто некоторая разница в размерах, зависящая от его ориентации. Когда мы видим «длинное» направление Оумуамуа, мы видим его в самом ярком свете; когда мы видим его «короткое» направление, мы видим его в самом слабом свете.
Но потом все стало странно. Когда мы проследили путь Оумуамуа, мы обнаружили, что нормальная, идеально гиперболическая орбита не совсем подходит. Было дополнительное ускорение, как будто его что-то толкало, помимо действия силы тяжести. В то время как некоторые видные защитники выдвигали необычайно дикие объяснения, такие как инопланетяне, данные указывали не на это.
Нам не нужно прибегать к фантастическим объяснениям, когда достаточно обыденных. Тот факт, что у него не было комы - наиболее распространенной особенности нагревающихся ледяных и каменных миров , - не означает, что не могло быть какой-либо формы дегазации. При небольшом размере и большом расстоянии от Оумуамуа мы могли бы сделать вывод, что вокруг него не было газового ореола, но мы не смогли бы обнаружить ни одной рассеянной струи выброса.
Как мы можем собрать всю эту информацию вместе, чтобы сделать ее последовательной?
Это возможно, но требует сочетания факторов, которых мы никогда раньше не видели. В частности:
- струя дегазации, как мы видели, исходящая из недр кометы 67P/Чурюмова-Герасименко,
- нет комы, и, следовательно, поверхность практически лишена летучих льдов,
- происхождение из-за пределов Солнечной системы,
- и тело, которое не просто вращается, но и хаотично кувыркается, перемещаясь по Солнечной системе.
Это возможно только в том случае, если из Оумуамуа выходит струя, и струя находится вне центра и вне оси этого вращающегося, кувыркающегося нарушителя.
Невероятный вывод заключается не только в том, что «Оумуамуа» пришел из-за пределов нашей Солнечной системы, но и в том, что это было и редко, и обычно. Для отдельного объекта, такого как Оумуамуа, он, вероятно, никогда больше не приблизится так близко к другой Солнечной системе. Только раз в 100 триллионов лет - что примерно в 10 000 раз превышает нынешний возраст Вселенной - он будет проходить так близко от звезды. Как выразился ученый Грегори Лафлин, «это было время жизни Оумуамуа».
Но что касается нашей Солнечной системы, из-за огромного количества таких объектов, летающих через галактику, мы, вероятно, сталкиваемся с подобными близкими столкновениями примерно несколько раз в год. В 2017 году мы впервые увидели такой объект, но, вероятно, за время существования нашей Солнечной системы их было миллиарды. Некоторые из них, если бы природа была добра, могли бы даже столкнуться с Землей.
Таких объектов, как этот, может быть до ~10²⁵, пролетающих через нашу галактику. Время от времени нам посчастливится столкнуться с одним из них. Впервые мы увидели его своими глазами.